CN220775492U - 一种外转子结构及外转子电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外转子结构，包括：磁钢套筒，包括用于磁钢安装的内筒和套设在内筒外侧的外筒，内筒的壁厚尺寸小于外筒的壁厚尺寸，外筒的材料密度小于内筒的材料密度，内筒与外筒的两个贴合面中的一个设置有第一定位部，另一个设置有与第一定位部配合的第二定位部。与现有技术中采用钢材整体加工而成的磁钢套筒相比，本实用新型提供的磁钢套筒采用分体式结构，外筒采用的材料的密度相对于内筒的内材料的密度小，外筒的壁厚尺寸大于内筒的壁厚尺寸，使得外筒占磁钢套筒的比重大于内筒占磁钢套筒的比重，降低磁钢套筒的整体质量。外筒对内筒支撑固定，加工制作时防止了内筒的因壁厚尺寸降低而产生的变形。本实用新型还公开了一种外转子电机。

Description

一种外转子结构及外转子电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种外转子结构及外转子电机。

背景技术

电机根据转子的位置可分为内转子电机和外转子电机，外转子电机的转子是在布置在定子的外部。外转子电机由于其高输出转矩的性能，被广泛应用于航天航空领域，且在应用于此领域时，往往对电机的重量与功率密度的要求较高，需具有轻量化和高输出功率等特点。

现有技术中，外转子电机的磁钢套筒为采用钢材料制作的圆筒形，在电机生产制作过程中，需要对磁钢套筒的外径加工较大尺寸，以满足电机制作的需求。然而在磁钢套筒加工过程中，磁钢套筒的壁厚较厚时，虽然保证了加工过程中不会产生变形，达到加工工艺的要求。但是，会导致电机整体质量的增加，而且磁钢套筒越厚在磁路中产生的损耗则越大，降低电机的输出功率。若磁钢套筒的壁厚较薄时，则导致磁钢套筒加工过程中会产生变形，从而无法正常使用。

因此，在满足加工工艺要求的同时，如何提高磁钢套筒的轻量化，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种外转子结构，在满足加工工艺要求的同时，提高磁钢套筒的轻量化；

本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述外转子结构的外转子电机。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种外转子结构，包括：

磁钢套筒，包括用于安装磁钢的内筒和套设在所述内筒外侧的外筒，所述内筒的壁厚尺寸小于所述外筒的壁厚尺寸，且所述外筒的材料密度小于所述内筒的材料密度，所述内筒与所述外筒的两个贴合面中的一个设置有第一定位部，另一个设置有与所述第一定位部配合的第二定位部。

可选地，在上述外转子结构中，所述第一定位部为凸块部，所述第二定位部为用于与所述凸块部凹凸配合的凹槽部。

可选地，在上述外转子结构中，所述内筒的壁厚尺寸范围为2-3mm，所述外筒的壁厚尺寸范围为4-5mm。

可选地，在上述外转子结构中，还包括转子盘，所述转子盘安装于所述磁钢套筒的一端，所述转子盘的中心线与所述磁钢套筒的中心线位于同一轴线，且所述转子盘设置有用于对所述磁钢进行定位的磁钢定位部。

可选地，在上述外转子结构中，所述转子盘设置有用于嵌入所述内筒的内腔的延伸部，所述延伸部开设有多个用于所述磁钢嵌入的凹槽，以形成所述磁钢定位部，且各个所述凹槽以所述转子盘的中心为圆心，均匀布置在同一圆周上。

可选地，在上述外转子结构中，所述转子盘开设有多个散热孔，各个所述散热孔以所述转子盘的中心为圆心，均匀分布在同一圆周上。

可选地，在上述外转子结构中，所述磁钢与所述磁钢定位部和所述内筒的贴合面设置有用于粘结固定的涂胶层。

可选地，在上述外转子结构中，所述转子盘和所述磁钢套筒通过螺栓连接方式安装固定，以形成可拆卸连接。

本实用新型提供的外转子结构的磁钢套筒包括内筒和外筒，内筒嵌入外筒的内腔中作为电机磁路的一部分，而磁钢则安装在内筒的内壁上，且内筒的壁厚尺寸小于外筒的壁厚尺寸，同时外筒采用材料的密度小于内筒的材料密度。而内筒和外筒通过第一定位部和第二定位部配合安装固定在一起。与现有技术中采用钢材整体加工而成的磁钢套筒相比，本实用新型提供的磁钢套筒采用分体式结构，外筒采用的材料的密度相对于内筒的内材料的密度小，且外筒的壁厚尺寸大于内筒的壁厚尺寸，使得外筒占磁钢套筒的比重大于内筒占磁钢套筒的比重，因而降低了磁钢套筒的整体质量，提升了电机轻量化的指标。并且在保证磁钢套筒的轻量化同时，较厚的外筒对内筒起到支撑固定作用，在加工制作过程中防止了内筒的因壁厚尺寸降低而产生的变形，确保了磁钢套筒具有较好的结构强度，保证了磁钢套筒生产制造的合格率。

一种外转子电机，包括外转子结构，所述外转子结构为如上任一项所述的外转子结构。

可选地，在上述外转子电机中，所述内筒的材料采用碳素结构钢，和/或，所述外筒的材料采用铝合金。

本实用新型提供的外转子电机，由于具有上述外转子结构，因此兼具上述外转子结构的所有技术效果，本文在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的外转子结构的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例公开的外转子结构的结构示意图。

其中，100为磁钢套筒，110为内筒，120为外筒；

200为凸块部；

300为凹槽部；

400为转子盘，410为磁钢定位部，420为散热孔；

500为磁钢。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种外转子结构，在满足加工工艺要求的同时，提高磁钢套筒的轻量化

本实用新型的另一核心在于提供一种具有上述外转子结构的外转子电机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种外转子结构，包括具有内筒110和外筒120的磁钢套筒100。其中，外筒120嵌套在内筒110的外壁上，而磁钢500安装在内筒110的内壁上，而且外筒120的壁厚尺寸大于内筒110的壁厚尺寸，同时外筒120采用的材料密度小于内筒110的材料密度。从而在磁钢套筒100加工制作过程中，外筒120对内筒起到支撑固定作用，增强了磁钢套筒100的结构强度，抑制了外筒120壁厚较薄时产生的变形，同时外筒120采用的材料密度小于内筒110的材料密度，降低了磁钢套筒100的整体质量，使得电机整机轻量化，且较薄的内筒110降低了对磁路损耗，使得电机具有较高的输出功率，而在一具体的实施例中内筒110和外筒120分别设置了相互配合的第一定位部和第二定位部，通过第一定位部和第二定位部的配合，实现了内筒110和外筒120的安装固定。

如图1所示，在内筒110设置有凸块部200，以形成第一定位部，而在外筒120则设置用于凸块部200嵌入的凹槽部300，从而形成第二定位部，通过凸块部200嵌入凹槽部300实现内筒110与外筒120的安装固定。且为了提高内筒110与外筒120的安装固定的稳定性，凸块部200和凹槽部300的均设置为多个且一一对应，凸块部200和凹槽部300以磁钢套筒100的中心为圆心，均匀分布在同一圆周上。在另一具体的实施例中，内筒110和外筒120也可通过胶水粘结固定在一起，或者内筒110和外筒120为过盈配合，将内筒110压入外筒120的内腔中实现安装固定，本文不再一一列举。

本实施例提供的磁钢套筒100的加工制作过程的具体步骤：第一步制作毛坯件，在选取相应的材料后，分别加工出内筒110的毛坯件和外筒120的毛坯件，而内筒110的毛坯件和外筒120则通过过盈配合方式安装固定，同时在制作出毛坯件过程中，可分别加工出的凸块部200和凹槽部300，从而通过凸块部200和凹槽部300的配合，以进一步加强内筒110的毛坯件和外筒120的毛坯件安装的稳固性。又或者，通过粘结的方式将内筒110的毛坯件和外筒120的毛坯件粘结固定。尤为重要的，在毛坯件加工制作时，内筒110的毛坯件和外筒120的毛坯件的壁厚需要预留充足的加工余量，为下一步的加工工序提供准备。第二步制作成品件，对毛坯件加工制作，分别对外筒的外壁和对内筒的内壁车削加工，以制备出所需尺寸的内筒110和外筒120。在一具体的实施例中，外筒120的壁厚尺寸范围优选为4mm-5mm，内筒110的壁厚尺寸范围优选为2mm-3mm。从而保证磁钢套筒100具有较优的结构强度的同时，使磁钢套筒100的质量减轻到较佳值。当然可以理解的，本实施例提供的内筒110和外筒120的壁厚范围，可根据实际电机设计的要求进行调整，但是内筒110和外筒120两者厚度尺寸的总和，需保证磁钢套筒100加工完成后不会产生变形。

如图2所示，本实施例提供的外转子结构还包括用于安装转子的转子盘400，转子盘400安装在磁钢套筒100的一端，且安装后转子盘400的中心线与磁钢套筒100的中心线位于同一轴线上，从而安装在转子盘400中心线上的转子可位于磁钢套筒100的中心线上，确保转子沿径向方向到内筒110的内壁的距离相同。同时转子盘400还设置有磁钢定位部410，磁钢定位部410对内筒110上的各个磁钢500进行定位。

在一具体的实施例中，转子盘400设置有用于嵌入内筒110的内腔的延伸部，并且在延伸部开设有多个凹槽，各个凹槽以转子盘400的中心为圆心，均匀布置在同一圆周上。因而在将磁钢500与内筒110安装过程中，将磁钢500插入凹槽中，且一个磁钢500对应一个凹槽，不仅实现了磁钢500的快速安装，提高了装配的工作效率。同时各个凹槽确保了磁钢500在内筒110内壁上间隔均布置，实现了对磁钢500安装定位，因此各个凹槽形成了转子盘400的磁钢定位部410。

进一步的，转子盘400还开设有多个散热孔420，各个散热孔420以转子盘400的中心为圆心，均匀分布在同一圆周上。在电机运行过程，通过各个散热孔420可对磁钢套筒100内部产生的热量快速散去，降低高温对各个零部件的影响，进而提高电机正常工作的可靠性。

为了实现磁钢500的安装的稳固的性，在安装前在磁钢500与磁钢定位部410和内筒110的贴合面涂抹有一层胶水形成涂胶层，通过涂胶层将磁钢500粘结固定钢定位部410和内筒110的内壁上。通过涂胶层实现磁钢500的快速固定，且无需添加其他固定结构，不仅降低结构的复杂度和成本，而且有益于电机整体轻量化的提升。

在另一具体的实施例中，转子盘400和磁钢套筒100通过螺栓相互连接固定。同理为确保转子盘400和磁钢套筒100安装的稳定性，设置多个螺栓，各个螺栓以磁钢套筒100的中心为圆心，均匀分布在同一圆周上，进而提升转子盘400和磁钢套筒100受力的均匀性。另外，螺栓连接的方式使得转子盘400和磁钢套筒100可进行拆卸，以利于后期维护工作的进行。

本实用新型实施例还公开了一种外转子电机，包括外转子结构。由于该外转子电机具有上述外转子结构，因此兼具上述外转子结构的所有技术效果，本文在此不再赘述。

在一具体的实施例中，内筒110的材料采用碳素结构钢，如可采用10号钢、35号钢或者45号钢，以使得内筒110具有较好的导磁性、高强度和抗形变的能力。而外筒120的材料可采用铝合金，铝合金具有相对较轻的质量的同时，具有较高的强度和导热性，而且用于良好的加工性能，适用于本实施例提供的转子结构的需求。或者，本领域技术人员可根据实际需求选择其他材料，本文不再赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种外转子结构，其特征在于，包括：

磁钢套筒(100)，包括用于磁钢(500)安装的内筒(110)和套设在所述内筒外侧的外筒(120)，所述内筒(110)的壁厚尺寸小于所述外筒(120)的壁厚尺寸，且所述外筒(120)的材料密度小于所述内筒(110)的材料密度，所述内筒(110)与所述外筒(120)的两个贴合面中的一个设置有第一定位部，另一个设置有与所述第一定位部配合的第二定位部。

2.根据权利要求1所述的外转子结构，其特征在于，所述第一定位部为凸块部(200)，所述第二定位部为用于与所述凸块部(200)凹凸配合的凹槽部(300)。

3.根据权利要求1所述的外转子结构，其特征在于，所述内筒(110)的壁厚尺寸范围为2mm-3mm，所述外筒(120)的壁厚尺寸范围为4mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的外转子结构，其特征在于，还包括用于安装转子的转子盘(400)，所述转子盘(400)安装于所述磁钢套筒(100)的一端，所述转子盘(400)的中心线与所述磁钢套筒(100)的中心线位于同一轴线，且所述转子盘(400)设置有用于对所述磁钢(500)进行定位的磁钢定位部(410)。

5.根据权利要求4所述的外转子结构，其特征在于，所述转子盘(400)设置有用于嵌入所述内筒(110)的内腔的延伸部，所述延伸部开设有多个用于所述磁钢(500)嵌入的凹槽，以形成所述磁钢定位部(410)，且各个所述凹槽以所述转子盘(400)的中心为圆心，均匀布置在同一圆周上。

6.根据权利要求4所述的外转子结构，其特征在于，所述转子盘(400)开设有多个散热孔(420)，各个所述散热孔(420)以所述转子盘(400)的中心为圆心，均匀分布在同一圆周上。

7.根据权利要求4所述的外转子结构，其特征在于，所述磁钢(500)与所述磁钢定位部(410)和所述内筒(110)的贴合面设置有用于粘结固定的涂胶层。

8.根据权利要求4所述的外转子结构，其特征在于，所述转子盘(400)和所述磁钢套筒(100)通过螺栓连接方式安装固定，以形成可拆卸连接。

9.一种外转子电机，其特征在于，包括外转子结构，所述外转子结构为如权利要求1-8任一项所述的外转子结构。

10.根据权利要求9所述的外转子电机，其特征在于，所述内筒(110)的材料采用碳素结构钢，和/或，所述外筒(120)的材料采用铝合金。